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出版社:高等教育出版社

“101计划”核心教材

以下为《结构化学》的配套数字资源,这些资源在您购买图书后将免费附送给您:
  • 高等教育出版社
  • 9787040649383
  • 1版
  • 47262566-4
  • 16开
  • 理学
  • 化学类
  • 化学类
  • 本科
内容简介

本书为化学“101计划”核心教材。全书共十章,分为三个部分:第一部分是理论基础,包括波动力学、矩阵力学和分子对称性与群论,共三章;第二部分是原子与分子结构,包括原子结构、原子光谱、分子谱学和分子轨道理论,共四章;第三部分是固体结构,包括固体能带理论、衍射理论和晶体结构,共三章。本书大幅加深量子力学基础,显著加强原子光谱与分子谱学,并拓展了固体结构的内容,是一本内容丰富、适合不同阶段本科生及研究生教学、兼具高覆盖度与挑战性的教材。

本书可作为高等学校化学类专业结构化学课程教材,亦可供其他相关专业参考。

目录
目录
 前辅文
 第一章 波动力学
  1.1 波粒二象性
   1.1.1 黑体辐射、能量量子化和普朗克常量
   1.1.2 光电效应与康普顿散射
   1.1.3 电磁波的波粒二象性
   1.1.4 氢原子光谱与能级跃迁
   1.1.5 德布罗意波与电子衍射
  1.2 从经典波动方程到薛定谔方程
   1.2.1 平面波
   1.2.2 经典波动方程
   1.2.3 含时薛定谔方程
  1.3 量子力学的基本原理
   1.3.1 波函数
   1.3.2 算符
   1.3.3 薛定谔方程与本征方程
   1.3.4 态叠加原理
  1.4 箱中粒子与量子隧穿
   1.4.1 自由粒子
   1.4.2 一维无限深方势阱中的粒子
   1.4.3 二维无限深方势阱中的粒子
   1.4.4 三维无限深方势箱中的粒子和实际分子体系的能级结构
   1.4.5 量子隧穿
  第一章附录
  习题
 第二章 矩阵力学
  2.1 矩阵力学的建立
   2.1.1 从矩阵表示到对易关系式的发现
   2.1.2 海森伯不确定性原理
  2.2 量子力学的统一表述
   2.2.1 矩阵力学与波动力学的统一
   2.2.2 从本征矢量到矩阵酉变换
   2.2.3 [知识拓展]薛定谔绘景与海森伯绘景
  2.3 电子自旋
   2.3.1 电子自旋的发现
   2.3.2 自旋角动量的矩阵表示
   2.3.3 电子自旋720°旋转对称的量子力学根源
   2.3.4 [知识拓展]狄拉克方程简介
  2.4 量子谐振子
   2.4.1 二次量子化与粒子数表象
   2.4.2 量子谐振子的能量
   2.4.3 [知识拓展]量子谐振子的相关矩阵和波函数
  第二章附录:线性代数基础
  习题
 第三章 分子对称性与群论
  3.1 分子对称性与点群
   3.1.1 对称操作与对称元素
   3.1.2 分子点群及其判断
   3.1.3 分子对称性与分子性质
  3.2 分子对称性的群表示
   3.2.1 点群的矩阵群表示
   3.2.2 特征标表的推导
   3.2.3 特征标表的性质与应用
  3.3 群论在化学中的应用
   3.3.1 能量本征函数是不可约表示的基
   3.3.2 非零矩阵元与光谱选律
   3.3.3 原子杂化轨道
   3.3.4 LCAO-MO法与SALC的构建
  习题
 第四章 原子结构
  4.1 轨道角动量
   4.1.1 圆周运动的粒子
   4.1.2 球面运动的粒子
   4.1.3 角动量
  4.2 单电子原子的薛定谔方程及其解
   4.2.1 单电子原子的薛定谔方程
   4.2.2 球坐标变换
   4.2.3 变量分离法
   4.2.4 单电子原子薛定谔方程的解
  4.3 量子数的物理意义
   4.3.1 主量子数与能量本征值
   4.3.2 角量子数与角动量
   4.3.3 磁量子数与角动量z分量
  4.4 原子轨道和电子云的图像
   4.4.1 径向分布
   4.4.2 角度分布
   4.4.3 空间分布
  4.5 多电子原子的结构
   4.5.1 氦原子
   4.5.2 单电子近似和原子轨道
   4.5.3 中心力场近似
   4.5.4 自洽场方法
  第四章附录
  习题
 第五章 原子光谱
  5.1 角动量
   5.1.1 轨道角动量
   5.1.2 自旋角动量
   5.1.3 磁矩
  5.2 阶梯算符及其应用
   5.2.1 阶梯算符及其性质
   5.2.2 阶梯算符作用
   5.2.3 角动量算符的本征值
  5.3 角动量耦合规则
   5.3.1 角动量耦合中算符的对易关系
   5.3.2 角动量耦合规则推求
  5.4 多电子原子的角动量耦合
   5.4.1 多电子原子的角动量和量子数(L-S耦合)
   5.4.2 多电子原子电子状态的描述
  5.5 原子光谱项
   5.5.1 原子光谱项的推求
   5.5.2 原子光谱项和对应的能级
  5.6 原子光谱
   5.6.1 氢原子光谱
   5.6.2 原子光谱的选律与精细结构
   5.6.3 多电子原子光谱
  习题
 第六章 分子谱学
  6.1 分子光谱项
   6.1.1 双原子分子光谱项
   6.1.2 光谱项的推求
   6.1.3 光谱跃迁选律
   6.1.4 分子光谱项与分子性质
  6.2 分子的振动与转动光谱
   6.2.1 分子转动光谱
   6.2.2 拉曼光谱
   6.2.3 分子的振动与振转光谱
   6.2.4 多原子分子振动
   6.2.5 [知识拓展]共振现象
  6.3 分子的电子光谱
   6.3.1 分子与光的作用过程
   6.3.2 紫外可见吸收光谱
   6.3.3 荧光和磷光光谱
  6.4 光电子能谱
   6.4.1 X射线光电子能谱
   6.4.2 俄歇电子能谱
   6.4.3 紫外光电子能谱
   6.4.4 弗兰克-康登原理
   6.4.5 [知识拓展]同步辐射X射线吸收精细结构谱
  6.5 分子的核磁共振谱
   6.5.1 核磁共振现象
   6.5.2 原子核的磁性
   6.5.3 核磁共振的量子力学描述
   6.5.4 化学位移
   6.5.5 自旋-自旋耦合与谱峰的分裂
   6.5.6 反磁各向异性效应
  6.6 顺磁共振谱
   6.6.1 顺磁共振原理
   6.6.2 顺磁共振谱的超精细结构
  第六章附录:数学公式
  习题
 第七章 分子轨道理论
  7.1 双原子分子的分子轨道理论
   7.1.1 氢分子离子
   7.1.2 同核双原子分子的简单分子轨道理论与价键理论
   7.1.3 双原子分子的分子轨道与分子谱项
  7.2 多原子分子轨道理论
   7.2.1 原子轨道的对称性适配线性组合
   7.2.2 配位化合物中的分子轨道理论
  7.3 π共轭体系的休克尔分子轨道
   7.3.1 休克尔分子轨道法
   7.3.2 采用HMO方法求解1,3-丁二烯体系
   7.3.3 采用HMO方法求解直链共轭多烯和单环π共轭多烯体系
   7.3.4 电荷密度、键级、自由价和分子图
   7.3.5 化学反应中的轨道对称性
  7.4 计算量子化学
   7.4.1 计算化学的概况
   7.4.2 Hartree-Fock方法
   7.4.3 Hartree-Fock方法的延伸:电子相关方法
   7.4.4 密度泛函理论
   7.4.5 基组
   7.4.6 溶剂化效应
   7.4.7 计算量子化学上机计算实例
  习题
 第八章 固体能带理论
  8.1 布洛赫定理
   8.1.1 晶体的周期势场
   8.1.2 平移对称操作算符
   8.1.3 布洛赫定理
  8.2 近似模型与能带结构计算
   8.2.1 近自由电子模型
   8.2.2 紧束缚模型
   8.2.3 能带结构的理论计算方法
   8.2.4 典型能带结构
  8.3 能带物理
   8.3.1 能带结构的对称性
   8.3.2 费米面的构造
   8.3.3 有效质量
   8.3.4 能态密度
   8.3.5 半导体物理
   8.3.6 表面态
  8.4 能带工程与能带结构的实验测量
   8.4.1 能带工程
   8.4.2 能带结构的实验测量
  第八章附录
  习题
 第九章 衍射理论
  9.1 倒易空间和倒易点阵
   9.1.1 正空间的点阵点、直线点阵和平面点阵指标
   9.1.2 倒易空间的引入
   9.1.3 一维、二维、三维点阵的倒易晶格
   9.1.4 倒格子与正格子的关系
  9.2 衍射理论
   9.2.1 散射矢量
   9.2.2 原子散射因子
   9.2.3 衍射图案的本质
   9.2.4 埃瓦尔德图解
  9.3 衍射方程
   9.3.1 劳厄方程
   9.3.2 布拉格方程
   9.3.3 结构因子
   9.3.4 系统消光
  9.4 X射线衍射技术
   9.4.1 X射线的产生
   9.4.2 单晶衍射
   9.4.3 多晶(粉末)衍射
   9.4.4 粉末XRD的应用
  习题
 第十章 晶体结构
  10.1 点阵和晶胞
   10.1.1 点阵和结构基元
   10.1.2 点阵单位和晶胞
   10.1.3 倒空间和晶格点阵的布里渊区
  10.2 点群和空间群
   10.2.1 晶体的宏观对称性和32个晶体学点群
   10.2.2 晶体的微观对称性和230个晶体空间群
  10.3 常见晶体结构
   10.3.1 金属晶体
   10.3.2 离子晶体
   10.3.3 分子晶体
   10.3.4 共价晶体
   10.3.5 准晶体
  习题
 参考文献
 前辅文
 第一章 波动力学
  1.1 波粒二象性
   1.1.1 黑体辐射、能量量子化和普朗克常量
   1.1.2 光电效应与康普顿散射
   1.1.3 电磁波的波粒二象性
   1.1.4 氢原子光谱与能级跃迁
   1.1.5 德布罗意波与电子衍射
  1.2 从经典波动方程到薛定谔方程
   1.2.1 平面波
   1.2.2 经典波动方程
   1.2.3 含时薛定谔方程
  1.3 量子力学的基本原理
   1.3.1 波函数
   1.3.2 算符
   1.3.3 薛定谔方程与本征方程
   1.3.4 态叠加原理
  1.4 箱中粒子与量子隧穿
   1.4.1 自由粒子
   1.4.2 一维无限深方势阱中的粒子
   1.4.3 二维无限深方势阱中的粒子
   1.4.4 三维无限深方势箱中的粒子和实际分子体系的能级结构
   1.4.5 量子隧穿
  第一章附录
  习题
 第二章 矩阵力学
  2.1 矩阵力学的建立
   2.1.1 从矩阵表示到对易关系式的发现
   2.1.2 海森伯不确定性原理
  2.2 量子力学的统一表述
   2.2.1 矩阵力学与波动力学的统一
   2.2.2 从本征矢量到矩阵酉变换
   2.2.3 [知识拓展]薛定谔绘景与海森伯绘景
  2.3 电子自旋
   2.3.1 电子自旋的发现
   2.3.2 自旋角动量的矩阵表示
   2.3.3 电子自旋720°旋转对称的量子力学根源
   2.3.4 [知识拓展]狄拉克方程简介
  2.4 量子谐振子
   2.4.1 二次量子化与粒子数表象
   2.4.2 量子谐振子的能量
   2.4.3 [知识拓展]量子谐振子的相关矩阵和波函数
  第二章附录:线性代数基础
  习题
 第三章 分子对称性与群论
  3.1 分子对称性与点群
   3.1.1 对称操作与对称元素
   3.1.2 分子点群及其判断
   3.1.3 分子对称性与分子性质
  3.2 分子对称性的群表示
   3.2.1 点群的矩阵群表示
   3.2.2 特征标表的推导
   3.2.3 特征标表的性质与应用
  3.3 群论在化学中的应用
   3.3.1 能量本征函数是不可约表示的基
   3.3.2 非零矩阵元与光谱选律
   3.3.3 原子杂化轨道
   3.3.4 LCAO-MO法与SALC的构建
  习题
 第四章 原子结构
  4.1 轨道角动量
   4.1.1 圆周运动的粒子
   4.1.2 球面运动的粒子
   4.1.3 角动量
  4.2 单电子原子的薛定谔方程及其解
   4.2.1 单电子原子的薛定谔方程
   4.2.2 球坐标变换
   4.2.3 变量分离法
   4.2.4 单电子原子薛定谔方程的解
  4.3 量子数的物理意义
   4.3.1 主量子数与能量本征值
   4.3.2 角量子数与角动量
   4.3.3 磁量子数与角动量z分量
  4.4 原子轨道和电子云的图像
   4.4.1 径向分布
   4.4.2 角度分布
   4.4.3 空间分布
  4.5 多电子原子的结构
   4.5.1 氦原子
   4.5.2 单电子近似和原子轨道
   4.5.3 中心力场近似
   4.5.4 自洽场方法
  第四章附录
  习题
 第五章 原子光谱
  5.1 角动量
   5.1.1 轨道角动量
   5.1.2 自旋角动量
   5.1.3 磁矩
  5.2 阶梯算符及其应用
   5.2.1 阶梯算符及其性质
   5.2.2 阶梯算符作用
   5.2.3 角动量算符的本征值
  5.3 角动量耦合规则
   5.3.1 角动量耦合中算符的对易关系
   5.3.2 角动量耦合规则推求
  5.4 多电子原子的角动量耦合
   5.4.1 多电子原子的角动量和量子数(L-S耦合)
   5.4.2 多电子原子电子状态的描述
  5.5 原子光谱项
   5.5.1 原子光谱项的推求
   5.5.2 原子光谱项和对应的能级
  5.6 原子光谱
   5.6.1 氢原子光谱
   5.6.2 原子光谱的选律与精细结构
   5.6.3 多电子原子光谱
  习题
 第六章 分子谱学
  6.1 分子光谱项
   6.1.1 双原子分子光谱项
   6.1.2 光谱项的推求
   6.1.3 光谱跃迁选律
   6.1.4 分子光谱项与分子性质
  6.2 分子的振动与转动光谱
   6.2.1 分子转动光谱
   6.2.2 拉曼光谱
   6.2.3 分子的振动与振转光谱
   6.2.4 多原子分子振动
   6.2.5 [知识拓展]共振现象
  6.3 分子的电子光谱
   6.3.1 分子与光的作用过程
   6.3.2 紫外可见吸收光谱
   6.3.3 荧光和磷光光谱
  6.4 光电子能谱
   6.4.1 X射线光电子能谱
   6.4.2 俄歇电子能谱
   6.4.3 紫外光电子能谱
   6.4.4 弗兰克-康登原理
   6.4.5 [知识拓展]同步辐射X射线吸收精细结构谱
  6.5 分子的核磁共振谱
   6.5.1 核磁共振现象
   6.5.2 原子核的磁性
   6.5.3 核磁共振的量子力学描述
   6.5.4 化学位移
   6.5.5 自旋-自旋耦合与谱峰的分裂
   6.5.6 反磁各向异性效应
  6.6 顺磁共振谱
   6.6.1 顺磁共振原理
   6.6.2 顺磁共振谱的超精细结构
  第六章附录:数学公式
  习题
 第七章 分子轨道理论
  7.1 双原子分子的分子轨道理论
   7.1.1 氢分子离子
   7.1.2 同核双原子分子的简单分子轨道理论与价键理论
   7.1.3 双原子分子的分子轨道与分子谱项
  7.2 多原子分子轨道理论
   7.2.1 原子轨道的对称性适配线性组合
   7.2.2 配位化合物中的分子轨道理论
  7.3 π共轭体系的休克尔分子轨道
   7.3.1 休克尔分子轨道法
   7.3.2 采用HMO方法求解1,3-丁二烯体系
   7.3.3 采用HMO方法求解直链共轭多烯和单环π共轭多烯体系
   7.3.4 电荷密度、键级、自由价和分子图
   7.3.5 化学反应中的轨道对称性
  7.4 计算量子化学
   7.4.1 计算化学的概况
   7.4.2 Hartree-Fock方法
   7.4.3 Hartree-Fock方法的延伸:电子相关方法
   7.4.4 密度泛函理论
   7.4.5 基组
   7.4.6 溶剂化效应
   7.4.7 计算量子化学上机计算实例
  习题
 第八章 固体能带理论
  8.1 布洛赫定理
   8.1.1 晶体的周期势场
   8.1.2 平移对称操作算符
   8.1.3 布洛赫定理
  8.2 近似模型与能带结构计算
   8.2.1 近自由电子模型
   8.2.2 紧束缚模型
   8.2.3 能带结构的理论计算方法
   8.2.4 典型能带结构
  8.3 能带物理
   8.3.1 能带结构的对称性
   8.3.2 费米面的构造
   8.3.3 有效质量
   8.3.4 能态密度
   8.3.5 半导体物理
   8.3.6 表面态
  8.4 能带工程与能带结构的实验测量
   8.4.1 能带工程
   8.4.2 能带结构的实验测量
  第八章附录
  习题
 第九章 衍射理论
  9.1 倒易空间和倒易点阵
   9.1.1 正空间的点阵点、直线点阵和平面点阵指标
   9.1.2 倒易空间的引入
   9.1.3 一维、二维、三维点阵的倒易晶格
   9.1.4 倒格子与正格子的关系
  9.2 衍射理论
   9.2.1 散射矢量
   9.2.2 原子散射因子
   9.2.3 衍射图案的本质
   9.2.4 埃瓦尔德图解
  9.3 衍射方程
   9.3.1 劳厄方程
   9.3.2 布拉格方程
   9.3.3 结构因子
   9.3.4 系统消光
  9.4 X射线衍射技术
   9.4.1 X射线的产生
   9.4.2 单晶衍射
   9.4.3 多晶(粉末)衍射
   9.4.4 粉末XRD的应用
  习题
 第十章 晶体结构
  10.1 点阵和晶胞
   10.1.1 点阵和结构基元
   10.1.2 点阵单位和晶胞
   10.1.3 倒空间和晶格点阵的布里渊区
  10.2 点群和空间群
   10.2.1 晶体的宏观对称性和32个晶体学点群
   10.2.2 晶体的微观对称性和230个晶体空间群
  10.3 常见晶体结构
   10.3.1 金属晶体
   10.3.2 离子晶体
   10.3.3 分子晶体
   10.3.4 共价晶体
   10.3.5 准晶体
  习题
 参考文献